DE438128C - Method for shutting off or containing the outflow of liquids, steams or gases from pipelines, in particular drill pipes - Google Patents
Method for shutting off or containing the outflow of liquids, steams or gases from pipelines, in particular drill pipesInfo
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Description
Gegenstand der Erfindung ist einVerfahren zum Absperren oder Eindämmen des Ausströmens von Flüssigkeiten, Dämpfen oder Gasen aus deformierbaren Rohrleitungen, insbesondere Bohrrohren. Das Verfahren dient besonders dazu, brennende Öl- und Gasbrunnen zu löschen, jedoch auch evtl. dazu, eruptierende Ölbrunnen abzusperren, wobei die zur Absperrung der Bohrungen erforderlichen Vorrichtungen aus einer so großen Entfernung vom Bohrloch betätigt werden können, daß sich das Bedienungspersonal außerhalb des Gefahrenbereiches der eruptiven Bohrung befindet. Wie erwähnt, dient das Verfahren gemäß der Erfindung inThe invention relates to a method for Shutting off or containing the leakage of liquids, vapors or gases from deformable Pipelines, in particular drill pipes. The method is particularly used to extinguish burning oil and gas wells, however, it may also be used to shut off erupting oil wells, with the one used to shut off the Drilling required devices operated from such a great distance from the borehole that the operating personnel are outside the danger area of the eruptive hole is located. As mentioned, the method according to the invention is used in
erster Linie zum Löschen brennender Öl- und Gasbohrungen.primarily for extinguishing burning oil and gas wells.
Es kann jedoch auch dazu verwendet werden, starke Öleruptionen zu unterdrücken, wenn diese in einem Zeitpunkt oder mit einer Inten-However, it can also be used to suppress strong oil eruptions, if this at a point in time or with an
ao sität auftreten, welche den Weiterbestand der Bohrung gefährden. Dies kann beispielsweise eintreten, wenn eine an und für sich produzierende Ölbohrung durch zu starkes Schöpfen des Öles zur Eruption gebracht wird. In diesem Falle reißt das aus dem Bohrloch strömende Öl große Massen aus jener Gebirgsschicht mit sich, welcher es entströmt, es bilden sich dementsprechend große Hohlräume, welche durch das Einstürzen der oberen Schichten noch vergrößert werden und den Bestand des mit großen Kosten erzeugten Bohrloches vernichten können. ao sity occur which endanger the continued existence of the borehole. This can be, for example occur when an in and for itself producing oil well is caused by excessive extraction of the oil is made to erupt. In this case, the flowing out of the borehole breaks Oil takes with it large masses from that mountainous stratum from which it flows; it is formed accordingly large cavities, which are enlarged by the collapse of the upper layers and can destroy the inventory of the borehole produced at great cost.
Es sind auch bisher schon Vorrichtungen und Verfahren bekannt, mittels welcher man eruptive oder brennende Bohrlöcher auch aus großer Entfernung abschließen kann, so z. B. dadurch, daß am obertägigen Ende des Bohrloches ein Absperrventil oder Absperrschieber angeordnet wird, der mittels einer langen Welle und eines Handrades aus großer Entfernung geschlossen werden kann. Ebenso sind Schieber bekannt, die durch hydraulischen Druck aus beliebig großer Entfernung betätigt werden können. Alle diese bekannten Vorrichtungen habenThere are also already known devices and methods by means of which one eruptive or can close burning boreholes from a great distance, e.g. B. by that a shut-off valve or gate valve is arranged at the surface end of the borehole which is closed from a great distance by means of a long shaft and a handwheel can be. Likewise, slide valves are known that can be produced by hydraulic pressure as required can be operated at a great distance. All of these known devices have
jedoch den gemeinsamen Nachteil, daß sie am Ende des Bohrrohres montiert werden müssen und daß sie infolge dieses Umstandes die Bohrarbeiten stören oder verzögern, besonders dann, wenn das Bohrloch noch nicht ganz fertiggestellt ist und die Bohrrohre bei der weiteren Vertiefung des Bohrloches durch Aufsetzen neuer Stücke verlängert werden. In all diesen Fällen müssen diese ziemlich großen und schweren ίο Absperrorgane entfernt werden. Die Folge dieser umständlichen und zeitraubenden Arbeit ist, daß das Bohrpersonal es zumeist vorzieht, die Absperrorgane überhaupt nicht zu montieren. however, the common disadvantage that they have to be mounted at the end of the drill pipe and that as a result of this they disrupt or delay the drilling work, especially if if the borehole is not yet completely finished and the drill pipes in the further deepening of the borehole can be extended by adding new pieces. In all of these cases these rather large and heavy ίο shut-off devices must be removed. The consequence this cumbersome and time-consuming work is that the drilling staff mostly prefer not to assemble the shut-off devices at all.
Ein weiterer Übelstand dieser Apparate ist die fehlende ständige Betriebsbereitschaft. Dieser Nachteil hat zur Folge, daß eine Eruption oder eine Entzündung der ausfließenden brennbaren Substanzen auch während jener Zeit stattfinden kann, während welcher das Abschlußorgan zwecks Verlängerung der Bohrrohre entfernt wurde.Another drawback of these devices is the lack of constant operational readiness. This The disadvantage has the consequence that an eruption or an ignition of the outflowing combustible Substances can also take place during the time during which the closure organ was removed for the purpose of extending the drill pipe.
Der Erfindungsgegenstand betrifft ein Absperrverfahren, bei welchem die geschilderten Ubelstände dadurch behoben werden, daß die Absperrvorrichtung ununterbrochen und bei jeder Manipulation, die an den Einrichtungen im Bohrloch vorgenommen wird, im montierten und betriebsbereiten Zustand verbleibt. Das Verfahren besteht darin, daß die Bohrrohre im Moment einer Gefahr durch mechanische oder hydraulische Kräfte derart zusammengepreßt werden, daß ihr lichter Querschnitt entweder sehr vermindert wird oder daß die Rohre überhaupt ganz flach gedrückt werden und somit eine Ausströmmöglichkeit vollständig aufhört. Das Verfahren hat zwar den Nachteil, ein Stück der Bohrrohre unbrauchbar zu machen, doch ist dieser Verlust außerordentlich geringfügig gegenüber jenem Schaden, der nicht nur für die Bohrung, sondern ganz besonders auch für deren Umgebung dadurch entsteht, daß ein brennendes Bohrloch nicht in kürzester Zeit gelöscht werden kann.The subject matter of the invention relates to a shut-off method in which the described Defects are eliminated by keeping the shut-off device uninterrupted and at any manipulation carried out on the facilities in the borehole, in the assembled and remains operational. The method consists in that the drill pipes in Moment of danger from mechanical or hydraulic forces so compressed be that their clear cross-section is either greatly reduced or that the tubes at all be pressed completely flat and thus a possibility of outflow completely ceases. Although the method has the disadvantage of rendering a piece of the drill pipe unusable, it does this loss is extremely insignificant compared to the damage that is not only for the hole, but especially for its surroundings, is created by the fact that a burning borehole cannot be extinguished in a very short time.
In den Zeichnungen sind verschiedene zur Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung geeignete Vorrichtungen beispielsweise dargestellt, die durch Flüssigkeitsdruck -wirken. In Abb. ι ist eine Vorrichtung dargestellt, bei welcher beispielsweise über das obertag herausragende Ende des Bohrrohres R eine Hülse 10 geschoben ist, welche gegen das Rohri? durch zwei Stopfbuchsen 11, 12 abgedichtet ist. Wird in den Mantelraum zwischen Hülse und Bohrrohr durch eine Rohrleitung 13 Wasser oder eine andere Flüssigkeit von entsprechendhohem Druck gepreßt, so wird jenes Stück : des Bohrrohres, das innerhalb der Hülse ist, ; zusammengedrückt und dadurch ein weiterer : Durchfluß der strömenden Substanzen verhindert. In the drawings, various devices suitable for carrying out the method according to the invention are shown, for example, which act by liquid pressure. In Fig. Ι a device is shown in which, for example, a sleeve 10 is pushed over the surface protruding end of the drill pipe R , which against the Rohri? is sealed by two glands 11, 12. Is pressed into the shell space between the sleeve and drill pipe through a pipeline 13 of water or other liquid of suitably high pressure, then that piece of: the drill pipe, which is within the sleeve; compressed and thereby another: prevents the flow of flowing substances.
Diese Vorrichtung hat den Vorteil, daß sie sich auch dann besonders gut zum vollständigen Absperren von Bohrrohren eignet, wenn sich im Innern derselben ein fester Körper befindet, z. B. eine Bohrstange f. In diesem Falle wird die Wand des Rohres R durch Deformation gezwungen, die Bohrstange von allen Seiten dichtend zu umschließen (Abb. 2).This device has the advantage that it is particularly suitable for completely shutting off drill pipes when there is a solid body inside, e.g. B. a boring bar f. In this case, the wall of the pipe R is forced by deformation to enclose the boring bar on all sides in a sealing manner (Fig. 2).
In Abb. 3 und 4 ist ein Schacht dargestellt, wie er bei Tiefbohrungen zur Aufnahme der oberen Enden der diversen teleskopartig ineinandersteckenden Bohrrohren A1, R2, R3 und R4 dient, welche mittels Schellen S1, S2, S3, S4 festgehalten werden. Auf beiden Seiten des größten Bohrrohres befindet sich je eine hydraulische Presse 14, 15, deren Kolben zweckmäßig mit abgerundeten Köpfen 16, 17 versehen sind. Die Zylinder werden durch zwei Traversen 18, 19 miteinander verbunden und haben eine gemeinsame Hochdruckleitung 20, deren Ende an eine Pumpe oder einer anderen hydraulischen Kraftquelle angeschlossen ist. Wird im Momente der Gefahr in die Zylinder Wasser von hohem Druck gepreßt, so bewegen sich die bei- 8g den Kolben gegeneinander und pressen die ineinandersteckenden Rohre flach. Die beschriebene Ausführungsart mit zwei gegenüberliegenden Zylindern ist insbesondere dort zu empfehlen, wo es sich um das Zusammenpressen go mehrerer ineinandersteckender Bohrrohre handelt, erstens aus dem Grunde, da infolge des größeren Durchmessers des äußeren Bohrrohres jeder der beiden Kolben nur den halben Weg zurücklegen muß und man daher kürzere Zylinder verwenden kann, zweitens aus dem Grunde, da die Verbindungstraversen der beiden Kraftzylinder gleichzeitig als Unterlagen für die Bohrrohrschellen dienen können, und drittens aus dem Grunde, da bei dieser Konstruktion der Rahmen der Kraftzylinder ruhig liegt und bei der Betätigung der Presse keine Verschiebung erleidet. Wie erwähnt, sind die Preßköpfe 16, 17 an der Stelle, mit welcher sie die Rohre fassen, abgerundet, um diese nur einzudrücken und nicht zu zerschneiden.In Fig. 3 and 4 a shaft is shown how it is used in deep boreholes to accommodate the upper ends of the various telescopically nested drill pipes A 1 , R 2 , R 3 and R 4 , which are connected by means of clamps S 1 , S 2 , S 3 , S 4 to be recorded. On both sides of the largest drill pipe there is a hydraulic press 14, 15, the pistons of which are expediently provided with rounded heads 16, 17. The cylinders are connected to one another by two cross members 18, 19 and have a common high-pressure line 20, the end of which is connected to a pump or another hydraulic power source. If, at the moment of danger, water is pressed into the cylinder at high pressure, the two pistons move against each other and press the tubes, which are plugged into one another, flat. The described embodiment with two opposing cylinders is particularly recommended where it is a matter of compressing several nested drill pipes, firstly for the reason that, due to the larger diameter of the outer drill pipe, each of the two pistons only has to cover half the way and one therefore shorter cylinders can be used, secondly because the connecting traverses of the two power cylinders can serve as supports for the drill pipe clamps at the same time, and thirdly because with this construction the frame of the power cylinder is still and no displacement when the press is operated suffers. As mentioned, the pressing heads 16, 17 are rounded at the point with which they grip the tubes in order to only press them in and not to cut them.
Die beschriebene Vorrichtung hat den Vorteil., daß sie sich nicht nur zum Zusammenpressen der Rohre verwenden läßt, sondern daß dieselben Elemente, und zwar Preßzylinder und Verbindungstraversen, auch als sogenannte hydraulische Hebeböcke zum Ziehen der Rohre verwendet werden können.The device described has the advantage that it is not only suitable for compression the pipes can be used, but that the same elements, namely press cylinders and connecting traverses, Can also be used as so-called hydraulic jacks to pull the pipes.
Abb. 5 zeigt diese Anordnung, wobei jene Traversen 18, 19, welche beim Absperren der Rohre zum Zusammenhalten der Pressen dienen, als Unterlagen für die Preßzylinder 14, 15 verwendet werden können.Fig. 5 shows this arrangement, with those traverses 18, 19, which when shutting off the Pipes for holding the presses together serve as supports for the press cylinders 14, 15 can be used.
Wird die hydraulische Absperrvorrichtung erst dann montiert, wenn mittels der Bohrung bereits brennbare Flüssigkeiten oder Gase erbohrt wurden, so kann diese Vorrichtung auchIf the hydraulic shut-off device is only installed when using the bore Flammable liquids or gases have already been drilled, so this device can also
oberhalb des Bohrschachtes montiert werden. In diesem Falle können wesentlich schwächere Preßzylinder verwendet werden, da sie nur ein einziges Rohr zusammenzudrücken haben. Eine solche Vorrichtung ist in einer beispielsweisen Ausführungsform in der Abb. 6 und 7 dargestellt, bei welcher sich an einer Seite des Bohrrohres R ein Preßzylinder 14 und diesem gegenüber ein starrer Querbalken 21 befindet. Bei der Betätigung der Presse verschiebt sich zwar dieser Querbalken, jedoch ist diese Eigenbewegung der Presse belanglos, da die Vorrichtung durch das Gewicht der Rohre nicht belastet ist.be mounted above the drilling shaft. In this case, much weaker press cylinders can be used, since they only have to compress a single tube. Such a device is shown in an exemplary embodiment in FIGS. 6 and 7, in which a press cylinder 14 is located on one side of the drill pipe R and a rigid crossbeam 21 is located opposite it. When the press is actuated, this transverse beam is displaced, but this intrinsic movement of the press is irrelevant, since the device is not loaded by the weight of the pipes.
In manchen Fällen erscheint es zweckmäßig, an Stelle von einem oder zwei Preßzylindern eine Vorrichtung zu benutzen, die mit drei oder mehreren Preßzylindern ausgerüstet ist, insbesondere dann, wenn sich in dem zusammenzupressenden Bohrrohr ein massives Gestänge befindet, welches nicht zusammengedrückt werden kann. Würde man in diesem Falle mit nur einem oder zwei Zylindern arbeiten, so würden zwar die Rohre flach, aber nicht vollständig zusammengedrückt werden, und es würde noch immer eine wenn auch sehr verminderte Ausströmung der Flüssigkeiten oder der Gase erfolgen, wie in Abb. 9 gezeigt ist. Verwendet man dagegen eine Vorrichtung, die, wie z. B. in Abb. 8 gezeigt ist, mit drei oder mehreren Pressen 22, 23, 24 versehen ist, und bildet man die Köpfe 24, 25, 26 der Kolben derart aus, daß sie im vorgeschobenen Zustande aneinander anstoßen, so wird das Bohrrohr derart zusammengedrückt, daß es einen sternförmigen Querschnitt (Abb. 10) oder einen kreuzförmigen Querschnitt (Abb. 11) erhält, welcher sich um das in der Mitte befindliche massive Gestänge eng anschließt.In some cases it seems appropriate to replace one or two press cylinders to use a device equipped with three or more press cylinders, in particular when there is a massive rod in the drill pipe to be compressed which cannot be compressed can. If you were to work with only one or two cylinders in this case, you would Although the tubes were flat, they would not be completely compressed and it would still there is always an outflow of liquids or gases, albeit a very reduced one, as shown in Fig. 9. If, on the other hand, a device is used which, such. B. shown in Fig. 8, with three or a plurality of presses 22, 23, 24 is provided, and the heads 24, 25, 26 of the pistons are formed in such a way that they abut one another in the advanced state, the drill pipe so compressed that there is a star-shaped cross-section (Fig. 10) or a cross-shaped cross-section (Fig. 11), which is located around the in the middle massive rods closely connected.
Um auch brennende Schächte absperren zu können, bei welchen nicht von Haus aus eine derartige Absperrvorrichtung montiert war, empfiehlt es sich, wie in Abb. 12 gezeigt ist, eine hydraulische Presse 27 zu wählen, welche" am Ende einer langen, zweckmäßig rohrartigen Stange 28 befestigt ist, während am anderen Ende der Preßzylinder 29 sitzt. Die Bedienungsmannschaft auf der Pumpenseite ist durch ein Schutzschild 30 gegen die strahlende Wärme des brennenden Bohrschachtes geschützt. Aus Zweckmäßigkeitsgründen, um einen raschen Transport nach der Brandstelle zu ermöglichen, ist die ganze Anlage fahrbar gemacht. Die Presse der Vorrichtung kann auf verschiedene Weise ausgebildet werden.In order to be able to shut off burning shafts that do not have one by default such a shut-off device was installed, it is recommended, as shown in Fig. 12, to choose a hydraulic press 27, which "at the end of a long, suitably tubular Rod 28 is attached, while the press cylinder 29 is seated at the other end. The service team on the pump side is protected by a protective shield 30 against the radiant heat of the burning well. the end Reasons of expediency in order to enable rapid transport to the scene of the fire, the whole system is made mobile. The press of the device can be on different Way to be trained.
So ist in Abb. 13 eine Presse dargestellt, bei welcher die Widerlage 31 durch zwei Traversen 32, 33 gehalten wird. Um das Bohrrohr R leicht fassen zu können, wird die Widerlage durch Welle 34 und Hebel 35 zurückgeklappt, hierauf die ganze Vorrichtung an das Bohrrohr herangeschoben, bis der Preßkopf 36 der Preßpumpe 37 an das Rohr anstößt und die Widerlage vom Bedienungsstand durch Hebel 35 umgelegt, so daß dieselbe unverrückbar zwischen die Traverse 32 und 33 zu liegen kommt. Die Zinken 38 und 39 dienen dazu, den ganzen Apparat leichter einführen zu können.Thus, in Fig. 13, a press is shown in which the abutment 31 is held by two cross members 32, 33. In order to be able to grasp the drill pipe R easily, the abutment is folded back by shaft 34 and lever 35, then the whole device is pushed up to the drill pipe until the press head 36 of the press pump 37 strikes the pipe and the abutment is turned over from the operator's station by lever 35, so that the same comes to rest immovably between the crossbars 32 and 33. The prongs 38 and 39 are used to insert the whole apparatus more easily.
In Abb. 14 ist eine Presse dargestellt mit einem Zylinder 40, der mit der fix stehenden, hakenförmig ausgebildeten Preßfläche 41 ent- ' weder ein Stück ist oder starr verbunden ist, ■ während das Ende des Preßkolbens den bewegliehen Preßkopf 42 bildet. Zum leichteren j Fassen des Rohres sind die Enden der fixen Preßfläche und des Preßkopfes gabelförmig erweitert.In fig. 14 a press is shown with a cylinder 40, which corresponds with the fixed property, hook-shaped pressing surface 41 'is neither a piece or rigidly connected, ■ forms the bewegliehen pressing head 42 while the end of the plunger. To make it easier to grasp the pipe, the ends of the fixed pressing surface and the pressing head are widened in the shape of a fork.
Bei allen beschriebenen hydraulischen Preßvorrichtungen kann der Stempel des Preßzylinders mit einem kleinen, spitzen Dorn versehen sein, der in die Wand des zusammenzudrückenden Rohres eindringt, ohne dieses zu durchbohren, und nur zu dem Zwecke vorgesehen ist, um ein seitliches Abrutschen des Rohres oder der Vorrichtung zu verhindern (Abb. 15).In all of the hydraulic pressing devices described, the punch of the pressing cylinder be provided with a small, pointed spike, which is inserted into the wall of the to be compressed Penetrates the pipe without piercing it, and is only provided for the purpose of preventing the Pipe or device (Fig. 15).
In Abb. 16 ist eine besondere Art der Ausbildung der Preßbacken dargestellt, und zwar für den Fall, daß ein massives Gestänge s das Bohrrohr der Länge nach durchsetzt. Die Preßbacken 43, 44 endigen in zwei im entgegengesetzten Sinne abgeschrägte, durch eine Einkerbung 45 getrennte Lappen 46, 47, die sich im zusammengeschobenen Zustande gegenseitig decken. Beim Nähern der beiden Backen ver- 9S schieben sich die Lappen derselben übereinander so lange, bis auch das Bohrmaterial in den Kerben 45 an die Stange s gepreßt wird. Es ist selbstverständlich, daß in solchen Fällen, wo mehrere produktive Bohrlöcher mit Preßapparaten ausgerüstet sind, deren Betätigung von einer gemeinsamen Zentralstelle erfolgen kann, und daß in diesem Falle für den Zweck auch eine einzige Pumpe genügt. Fernerhin erscheint es zweckmäßig, neben der Pumpe einen hydraulischen Akkumulator in die Rohrleitung einzuschalten, der sich während des Bohr- und Schöpfbetriebes stets im geladenen Zustande befindet und genügend kräftig ist, um im Moment einer Gefahr die Rohre sozu- nc sagen plötzlich zusammenzudrücken. Schließlich erscheint es auch zweckmäßig, bei besonders gefahrvollen Bohrungen Akkumulatoren zu verwenden, welche bei einem Brande selbsttätig ausgelöst werden. Dies kann beispielsweise, wie in Abb. 17 gezeigt, dadurch geschehen, daß der an einem Hanfseil 48 hängende Druckkolben 49 des Akkumulators heruntersinkt, wenn das Seil infolge des Feuers verbrannt ist usw.In Fig. 16 a special type of design of the press jaws is shown, namely in the event that a massive rod s penetrates the length of the drill pipe. the Press jaws 43, 44 end in two bevelled in opposite directions by a notch 45 separate tabs 46, 47, which mutually when pushed together cover. When the two jaws approach, the flaps of the same slide over one another until the drilling material is also pressed against the rod s in the notches 45. It goes without saying that in such cases where there are several productive wells with Pressing devices are equipped, the actuation of which takes place from a common central point can, and that in this case a single pump is sufficient for the purpose. Furthermore it seems appropriate to place a hydraulic accumulator in the pipeline in addition to the pump switch on, which is always charged during drilling and scooping operations Is in a state of affairs and is strong enough to, in the moment of danger, the pipes so to speak suddenly say to squeeze. Finally, it also seems useful when especially Dangerous bores to use accumulators, which are automatic in the event of a fire to be triggered. This can be done, for example, as shown in Fig. 17, by that the pressure piston 49 of the accumulator, which is hanging on a hemp rope 48, sinks down, if the rope is burned as a result of the fire, etc.
Selbstverständlich könnte zur Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung auch eineOf course, could also be used to carry out the method according to the invention
4B81284B8128
mechanisch betätigte Vorrichtungj z. B. eine mit Schnecken, Schneckenräder und Gewindespindeln betätigte Vorrichtung oder eine auf elektrischem Wege betätigte Vorrichtung, benutzt werden, jedoch bietet die hydraulische Betätigung die größten Vorteile.mechanically operated devicej e.g. B. one with worms, worm gears and threaded spindles operated device or an electrically operated device however, hydraulic actuation offers the greatest advantages.
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Cited By (1)
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WO1991010039A1 (en) * | 1990-01-03 | 1991-07-11 | Raphael Lopes Cardozo | A device and a method for preventing calamities |
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1925
- 1925-09-22 DE DEA45936D patent/DE438128C/en not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO1991010039A1 (en) * | 1990-01-03 | 1991-07-11 | Raphael Lopes Cardozo | A device and a method for preventing calamities |
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